2022

边坡监测及预警方案

稳定性 | 可靠性 | 实用性 |

北斗智能科技（沈阳）有限公司

目

录

01. 公司介绍

02. 项目背景

03. 技术简介

04. 成果展示

01. 公司介绍

系统概述

北斗智能科技（沈阳）有限公司多年来深耕中国

安全监测行业，率先将结构健康监测与北斗卫星

定位系统以及物联网结构体系，云计算，局域网

/通讯网等多网无缝连接等技术结合，建立一套

智能形变在线监测单元，为公路、铁路、桥梁、

杆塔、基坑、车辆运行、等现场进行实时监测。

基于云计算服务中心的监测系统可容纳上万个形

变监测单元，形成区域性结构健康监测和位置信

息服务平台，实现区域内的所有结构统一监控管

理。

02. 项目背景

边坡安全监测系统是边坡安全掌握及其支护结构维护决

策系统的支撑条件之一。建立结构健康监测系统的目的

在于确定边坡结构的安全性，监测支护结构的承载能力、

运营状态和耐久性能等，对边坡稳定性进行有效监控，

修正在施工过程中各种影响支护结构的参数误差对支护

结构的影响，确保支护结构运营期间满足安全要求。

监测数据反映导致边坡可能发生边坡失稳的因素包括降

雨量。边坡表面位移等，通过实时的结构参数监控，对

于边坡本体重要参数的长期变化可以有较为详细地掌握，

从而及时有效地反馈边坡安全状况。

边坡安全监测

泥石流

铁路边坡

矿山边坡

公路边坡

常见的边坡灾害

泥石流

泥石流的主要危害是冲毁

城镇、企事业单位、工厂、

矿山、乡村，造成人畜伤

亡，破坏房屋及其他工程

设施，破坏农作物、林木

及耕地。此外，泥石流有

时也会淤塞河道，不但阻

断航运，还可能引起水灾

对于铁路线路来说,构成威

胁最大的地质灾害要属滑

坡.为了避免和减少滑坡给

工程建设和人民生命财产

带来重大损失

公路边坡坍塌的问题是公路工程

中最为常见的灾害之一。其主要

原因多是由于公路处于山谷或者

河谷地区,其路堑边坡多由膨胀土

或碎石类等风化残积土组成的,还

有一种可能是路堤边坡软质土料

填筑而成,从而导致公路发成坍塌

等灾害

铁路边坡

公路边坡

由于采场边坡不稳定因

素的影响和边坡安全管

理不善，可能会导致露

天矿山边坡岩体滑动或

崩落坍塌。

矿山边坡

常见的边坡灾害

02

系统运用软硬件相结合的方

式，采用高精度北斗卫星定

位系统GNSS、导轮式固定

测斜仪、孔隙水压计、拉线

式位移计、温湿度传感器、

雨量计、锚索计等监测设备。

03

对边坡进行24小时在线监测，

实时掌握边坡的安全状态

01

边坡自动化监测系统为原有

人工监测方式效率低、监测

有效性差、突发事件反应不

及时等问题提供解决方案。

04

边坡形变达到预警值时自

动报警，便于周边人群第

一时间安排疏散，保障安

全。

边坡监测系统介绍

01 包含边坡表面位移，不均匀沉

降、边坡深部位移等

边坡的形变监测：

03 包含地下水的水位与大雨过后坡

体的积水状况

水位监测:

02 包含挡土墙形变与受力监测

挡土墙受力测:

04 包含温湿度监测和实时雨量监

测

环境监测：

边坡主要监测主要内容

02

06 03

01

05 04

深部水平位移

监测

地表裂缝监测

锚杆锚索应

力监测

表面位移监测

降雨量、温湿

度、地下水位、

视频监控等等

环境监测

边坡常见监测内容包括

01

表面位移、深部位移等各种

监测设备的数据采集展示

监测预警平台

02

体现各种监测数据的实时变

化值、变化趋势、变化速度

监测预警平台

03

提前预设1~3级的预警值，变形达到预警

值立即报警4远程控制现场监测设备的在

线状态

监测预警平台

24小时实时监测:

通过对边坡表面沉降 深层沉降 应力

应变等实时在线监测，实时堂握边

坡的结构变化

报表推送:

监测结果实时显示发布，定期将监

测报表推送给用户

多重分级预警:

建立三级报警机制，当检测数据异常

时，第一时间以短信、传真、广播等

形式通知用户，实现综合预警功能。

实现功能

应急预案外理:

从专家系统中直接提取相应处理方法，

及时采取人员介入，封锁道路等措施，

将安全隐患消除在萌芽状态

结构趋势分析:

通过对边坡的监测数据分析与安全评

价，可实现结构稳定性趋势分析

历史资料存储:

监测数据的存储，为今后同类工程

设计，施工提供类比依据。

03.

技术简介

边坡监测示意图

边坡监测要素

地表位移监测一般选用GNSS，其系统由

三大部分组成，包括空间部分、地面控制

部分、用户部分。空间部分主要为各轨道

平面上的多颗卫星，包括北斗、GPS等。

地面控制部分由若干个跟踪站组成，通过

各监控站对GNSS的观测数据计算卫星的

星历和卫星钟的改成参数等，并利用这些

信号，通过解算等进行导航定位等工作。

地表位移监测:GNSS

⚫ 一体化高度集成，系统集成大容量电池、姿态传感器模块、

GNSS天线、卫星定位模块、蓝牙、存储模块、通讯模块

等；

⚫ 高精度低功耗，采用北斗、GPS、GLONASS、伽利略等

多星多频系统，可在多种复杂环境下，保证定位精度；

⚫ 系统支持宽电压输入，9～26V DC，确保不同供电条件

下系统的正常运行；

⚫ 标配全网通双4G模块，可实现监测数据的无缝传输，保

证不同网络环境下的监测数据完整传输；

⚫ 内置蓝牙模块，可实现移动端对接收机的参数配置、数

据交互；

⚫ IP67超强防护等级，适应更多野外恶劣作业环境；

⚫ 内置大容量存储卡，可实现监测数据的循环存储；

地表位移监测:

高精度GNSS接收机

内部位移监测不仅能够监测边坡内部的位

移变化，更为重要的是可以确定边坡深部，

尤其是滑动带的位移情况。测点主要布置

在存在滑动安全隐患的坡体之内。测点以

监测对象等高线具有差异的直线进行均匀

分布。通过测得每一处的水平位移量，求

出位移曲线。便可知道每一位置出的水平

位移量。深部位移监测使用导轮式固定测

斜仪。

深部位移监测:

导轮式固定测斜仪

地下水位监测的目的是掌握地下水动态和

有关环境地质问题的基本规律，为了解地

下水变化、防治环境地质问题的发生发展

提供依据。地下水位测点布置以经济、活

用为原则，在富水位置、地质条件差及鸿

沟等外。测点以监测对象等高线具有差异

的一条直线进行均匀分布。地下水位监测

选用水位计，宜与测斜孔共用，减少现场

打孔。

地下水位监测:

孔隙水压力计/水位计

地表裂缝是地表岩层、土体在自然因素(地

壳活动、水的作用等)或人为因素(抽水、灌

溉、开挖等)作用下，产生开裂并在地面形

成一定长度和宽度的裂缝的一种宏观地表破

坏现象。地裂缝常常直接影响城乡经济建设

和群众生活，地裂缝所经之处，地面及地下

各类建筑物开裂，破坏路面，错断地下供水、

输气管道，危及一些著名文物古迹的安全，

对地表裂缝进行在线监测，实时关注裂缝变

化情况，是一种有效的防灾减灾措施。地表

裂缝监测选用拉线式位移计。

地表裂缝监测:

拉线式位移计

环境监测包括隆雨量、环境温湿度、风

速风向等内容。边坡环境监测是辅助管

理人员搜集信息、对潜在的地质灾害风

险加强戒备的重要手段，通常，降雨量

及风速风向监测点布置在边坡的地势较

高且无遮挡处。

环境监测:雨量计、温度计

土压力计、锚索计

对于一些地质条件特殊的边坡，往往会增加

锚索锚杆以及挡土墙等，以增加坡体的稳定

性。锚杆是将拉力传至稳定岩土层的构件，

当采用钢绞线或高强钢丝束作杆件材料时，

也可称为锚尝，在边坡崩塌或危岩体的锚固

施工中，使用最多的是摩擦型灌浆错杆。施

工时钻孔的深度必须超过滑动面的埋深，并

在稳定的岩十层中达到足够的有效锚固长度。

为了解边坡的稳定性，需对挡十墙、锚杆锚

索受力进行监测，挡十墙压力监测选用十压

力计，锚索受力监测选用锚索计，锚杆应力

监测选用钢筋计。

挡土墙压力及锚索受力监测:

边坡在线监测系统根据实际现场情况进行

供电，遵循方便、快捷、稳定的供电方式，

以就近用电，稳定长期供电为准。保证长

期有效的供电和稳定安全的用电方式，能

为系统长期稳定的工作起到决定性的作用。

工程现场离最近的电源输出点距离如果较

远，可考虑采用太阳能供电系统。

系统供电方案

⚫ 处理器：内置工业级32位处理器，使用linux嵌入式操作系统；

⚫ 存储：内置16G SD存储，存贮空间支持扩展；可储存5年以上原始

数据；智能判读，内存空间不足时新数据可自动循环覆盖旧数据；

⚫ 内置全网通通讯模块，支持北斗短报文、无线网桥、LORA、NBIoT等通讯手段；内置WiFi功能，符合IEEE 802.11b/g/n协议标准，

可用笔记本连接，现场修改和配置设备参数、固件升级和导出历史

数据等；

⚫ 数据接口：具有2个RS232接口、1个RS485接口、1个USB接口、2

个开关量输入接口、2路电源输出接口；1路继电器输出接口；4路

模拟量输入接口；

⚫ 支持休眠和远程短信唤醒模式，整机工作状态≦1W，待机状态

≦0.3W；

⚫ 产品IP防护等级：IP67；

⚫ 具有智能判读及上报功能，支持通电自启，具备低压、过压和防反

接保护；自动判断数据发送是否成功，自动补发未发送成功数据；

可定期上报位置信息、信号强度、电池电压、充放电信息、温度等

数据；

⚫ 远程智能控制：支持远程查看及设置阈值，触发阈值可发出报警；

支持远程查看及校准设备时间、查看及设置数据发送间隔、采集并

查看当前测量值、远程重启设备及定期自动回传或人工获取设备实

时状态信息；

⚫ 具有WDT看门狗设计；支持数据加密采集，采集间隔可设置；

⚫ 内置RTC时钟，可通过远程网络自动同步校准时间；

智能采集仪

InSAR技术在基于高精度的近实时重

点边坡动态监测，在边坡稳定性异常

情况的早期及时发现和预警，将预警

结果通过网络定向发布给相关管理人

员。

InSAR技术

InSAR及高精度定位接收机完成自动

数据采集，同时结合数据处理与变形

分析技术，实现点线面立体监测。

施工工艺

立杆安装

设备箱安装

太阳能板安装

施工工艺

施工工艺

监测项目一览表

核心产品---系统拓扑图

核心产品---系统拓扑图

《城市轨道交通工程监

测技术规范》

(GB50911-2013)

《国家一、二等水准测

量规范》(GB12897-

2006)

《建筑变形测量规范(JGJ8-2007)

《建筑边坡技术规范》

(GB50330-2002)

监测依据

04. 平台

成果展示

数据传输

边坡平台成果展示

insar平台成果展示

位移平台成果展示

坡脚和坡顶位移成果展示

无人看守，24小时在线监测

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2022

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